Дано:
- Объем израсходованного дизельного топлива: \(V = 3\) литра
- Совершенная работа: \(A = 25 \times 10^6\) Дж
Си:
- Приведем объем топлива к массовым единицам. Плотность дизельного топлива в среднем составляет примерно \( \rho = 820 \, \text{кг/м}^3 \). Поскольку 1 литр равен \(0,001 \, \text{м}^3\), тогда масса топлива будет вычисляться как: \[ m = V \cdot \rho = 3 \cdot 0.001 \, \text{м}^3 \cdot 820 \, \text{кг/м}^3 = 2.46 \, \text{кг} \]
Формула:
Коэффициент полезного действия (КПД) определяется как отношение полезной работы к полной энергии, затраченной на выполнение этой работы:
\[
\text{КПД} = \frac{A}{E} \cdot 100\%
\]
где:
- \(A\) — полезная работа (в Дж),
- \(E\) — полная энергия, полученная из сжигания топлива.
Чтобы найти полную энергию, используем теплоту сгорания дизельного топлива. Средняя теплота сгорания дизельного топлива составляет примерно \(35 \, \text{МДж/кг}\) или \(35 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}\).
Тогда: \[ E = m \cdot Q \] где:
- \(Q = 35 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}\) — теплота сгорания.
Решение по буквам:
Найдем полную энергию: \[ E = 2.46 \, \text{кг} \cdot 35 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 86100 \times 10^6 \, \text{Дж} = 8610000000 \, \text{Дж} \]
Теперь подставим значения в формулу для КПД: \[ \text{КПД} = \frac{25 \times 10^6 \, \text{Дж}}{8610000000 \, \text{Дж}} \cdot 100\% \]
Выполним деление и умножение: \[ \text{КПД} \approx \frac{25 \, \text{млн}}{8610 \, \text{млн}} \cdot 100\% \approx 0.290 \cdot 100\% \approx 29\% \]
Ответ: КПД двигателя внутреннего сгорания составляет примерно \(29\%\).